国产化干粉煤加压气化制备合成气技术

第34卷第5期化肥工业2007年10月国产化干粉煤加压气化制备合成气技术赵旨厚,彭启蒙,李彩艳(水煤浆气化及煤化工国家工程研究中心滕州277527)擴要介紹了我国具有自主知识产权的粉煤加压气化中试装置的运行数播与工艺技术指标;中试运行结果表明,有C0+日2)体积分数达8.0%-930%,礦转化率≥98%,达到国际先进水平,具有广阔的应用前录关键词干煤粉气流床加压气化Technology for Manufacture of Syngas by localized Dry pulverizedCoal Gasification under PressureZhao Zhihou, Peng Qimeng, Li CaiyanNational Engineering and Research Center of Coal-Water Slumy and Coal Gasification Tengzhou 277527)Abstract A presentation is given of the operation data and process indicators of the pilot plantfor pulverized coal gasification under pressure with domestic autonomous intellectual property rightThe results from the operation of the pilot plant show that the volume fraction of the effective gas( CoH, )reaches 89. 0%-93 0%, and the coal conversion >98%, attaining the intermational advancedlevel, with broad prospects for its useKeywords dry pulverized coal entrained bed gasification under pressure气流床煤气化是当今国际上最先进的煤气化技术。与水煤浆气化技术相比粉煤气流床加压气化技术具有煤种适应性广、原料消耗低碳转化率高冷煤气效率高煤处理量大、洁净、高效等技术优势,代表了煤气化技术的发展主流,有更强的汽氧气市场竟争力。国家“十五”科技攻关课题——粉煤加压气化制合成气新技术研究与开发,成功建设并运行了具有自主知识产权的粉煤加压气化中膏煤干燥仓粉煤输送试装置。该技术填补了国内空白,标志着我国已图1粉煤加压气化制备合成气中试流程示意图经攻克了粉煤加压密相输送、中试装置设计建设原煤除杂后送人磨煤机破碎,同时由经过加与操作等关键技术,并取得了国际领先水平的工热的低压氮气将其干燥,制备出合格煤粉存放在艺技术指标。随后又率先在国际上实现了以CO2料仓内,加热用的低压氮气大部分可循环使用。为输送介质的粉煤气化中试运行,获得了重要的料仓中的煤粉由氮气携带,先后经过低压料仓和工艺运行数据。高压料仓,最终被煤粉加压料罐输送至4个对置粉煤加压气化中试工艺式排列的气化喷嘴并进入气化炉气化剂氧气、蒸TV山中国煤化工高温,高压下与煤粉煤加压气化工艺可分为粉煤制备、粉煤密粉CNMHG激冷洗涤后并相输送、气化、气体初步净化4个单元,中试流程入气,俗融火狸仕气化室中被激冷固化见图1经锁斗收集,定期排放。出洗涤塔的黑水经过两第34卷第5期化肥工业200年10月级闪蒸,水蒸气及部分溶解在黑水中的酸性气粉煤气化炉为“九五”期间开发建成的具有(6O2和H2S等)被迅速闪蒸出来闪蒸气经冷凝自虫知识产权的四喷嘴对置式气化炉,4个喷嘴分离后进行处理闪蒸黑水经换热器冷却后送入呈水平对置,两个喷嘴之间的夹角呈90°。物料污水处理系统。进入气化炉后形成撞击流,这种撞击流气流床在中试装置中的粉煤制备单元的主要作用是为强化热质传递方面具有显著优势。气化反应和粉煤密相输送制备出符合一定粒度与与水煤浆气化相比,本装置可以任意停止湿含量要求的粉煤确保在短停留时间的气流床对烧嘴以满足不同的工况要求,并且经简单处理气化炉内能够充分反应,在通过输送管道及气化后就可以在系统的运行压力下实现连续投料,具喷嘴等关键部件时不发生堵塞现象。粉煤含水质有很大的灵活性和方便性。量分数一般控制在2%以下粉煤的粒度100%<0.01mm。为安全起见,制粉系统的含氧体积分2粉煤加压气化中试运行数控制在<5%。2.l工艺运行条件粉煤密相输送是粉煤加压气化的关键技术。气化炉操作压力:20-2.5MPac从一个粉煤加压料罐底部并联引出4根煤粉管气化炉操作温度:300-1400℃。线,同时向四喷嘴气化炉输岀煤粉,采用煤粉调节粉煤流量:1200-1800kg/h器输送压差两者协同作用,实现高压下煤粉均氧气:650-1100m/h(标态),20~110℃,匀、稳定、可控密相输送。目前已经基本掌握了煤粉加压输送的核心技术,可以满足系统放大规模蒸汽:l80~550kg/h,-390℃,-3.2MPa化的要求。其管道与阀门仪表均为首次尝试在2.2工艺技术指标其材质、结构和性能等方面都经历了探索与挑战不同工况下的技术指标见表1,不同操作工为下一步国产化积累了经验。况下考核指标比较见表2。豪1不同工况下的技术指标工况投媒负荷/炉压有效气C0+H2)10m有效气(标态)100m有效气(柝态)碳转化/冷煤气MPa体积分数/%比氟耗/m3(标态)效率/%8.478.533.698.692.897,93929251198987,397.8表2不同操作工况下考核指标比较主要工况工况A工况C工况D炉压/MPa炉温/℃l317l331氧气流量/(m3h1,标态)蒸汽流耽/(kg·h-1)粉煤流量/(kg·h1)1321煤比/(m3·kg1,标态)0.560.56蕉汽煤比/(kg·kg-")0.17合成气流量/(m3·h-1,标态274233343497有效((CO+H3)体积分数/%100m3效'(态)比報耗/m(标态)1000m3有效气(标态)比煤耗/kYH中国煤化工碳转化/CNMHG92,8冷煤气效率77.5:)主尝况为打7套运行数据的统计结果,其况A和况B为3套运行数据的统ⅱ结.况C和况!为4运行散据的统计结果第34卷第5期化肥工业2007年10月由表3可知在上述工艺条件下,采用CO2为煤气化技术基本上处于同一水平;与水煤浆气化输送介质时部分CO2还可以充当气化剂的作用,相比,节煤2%~4%,节氧16%~2%,有效气成与煤焦反应生成CO,使合成气中的氮含量明显降分高出6%~10%(体积分数)。低这对于粉煤加压气化技术更好地应用于生产表3输送气不同时的合成气体积分数/%甲醇醋酸、二甲醚等有重要意义。同时由表4还输送02N2 C0+H可以看出,干粉煤加压气化技术具有有效气含量N258-6229-322.0-4.04.0-7.089-9高、碳转化率高的特点,各项指标与Shel和CSl59-6428-311.57.00.7-0.989-95衰4不同气化装置技术指标比较数林种类有做气(1)眼化1时有气标点1mm有气标)种体积分数/%率兔比氧耗/m3(标态)比煤耗/kg本技术鲁化生产装置川煤,灰分质89.0-93.0300~320530-540量分数9.14%She粉煤气化91.8590灰分质量分数18%粉煤气化92.5315鲁化水煤浆鲁化生产装置川煤,灰分质(Teac)气化量分数9.14%国泰四喷嘴对鲁化生产装置用煤,灰分质83.080置水煤浆气化分数767%3中试技术特点(1)克服了煤浆制备对煤种的限制煤种适3应用前最应范围宽,可气化褐煤、烟煤、无烟煤。该技术的成功应用,将为合成氨、甲醇、羰基(2)气化炉负荷调节范围大,调节方便。合成等化工产品原料路线改变及GCC发电提供(3)工艺技术指标达到国际先进水平先进的煤气化技术,与我国能源结构相适应,符合(4)工程化技术易于放大操作安全适用于国家可持续发展战略。粉煤加压气化技术是国家大规模煤气化装置。大力发展的洁净煤技术之一,符合日趋严格环保(5)该技术为环境友好清洁生产技术,废水要求有助于提高我国环保整体水平。中不含轻油、焦油等组分,灰水可循环利用(收稿日期200705-15)利税率26.58%,投资利润率20.08%。河南融鑫化工1500k/a煤制甲醇工程全目前融鑫化工正在实施的二期工程总投资面启动130亿元包括年产00kt聚丙烯副产350k汽河南融鑫化工股份有限公司在河南新乡市获油等项目,于200年10月动工,计划在200年嘉县总投资192亿元,建设年产1500kt甲醇及10月竣工。二期工程将采用烯烃工艺路线的产其下游煤化工产品项目。品升值新工艺,形成以甲醇为原料生产聚丙烯并该项目工程分两期建设。一期工程总投资副产汽油的现代化煤化工产品深加工产业链。该62亿元,分步实施,主产品为年产甲醇1500k,工艺路线包括二甲醚、丙烯、丙烯腈、聚丙烯、汽油副产硫磺78kt液氩15k。首期年产500kt甲等多种高附加值产品醇项目已于2005年年底动工,2008年年底完工中国煤化工化工年均销售收据初步测算建成投产后,每吨甲醇的生产成本仅入将CNMHG4.87亿元,年均1050元,年均销售收入34.7463亿元年均销售利攻們税金40368亿元年均利润12.4677亿元投资(川化集团有限责任公司610300汪家铭)